Форсунки високого тиску

Форсунки

Принципові схеми мазутних форсунок представлені на рисунку 17.

Рисунок 17 — Схеми мазутних форсунок

Форсунки підрозділяють на:

· механічні;

· високого тиску;

· низького тиску.

Вибір типу форсунки визначається двома обставинами:

· технологічними вимогами до якості розпилювання палива і відповідно характеристик палива;

· наявності енергоносіїв для розпилювання необхідних параметрів.

В форсунках високого тиску у якості розпилювача використовується компресорне повітря або пара високого тиску. Вони забезпечують найкращу якість розпилювання. Необхідний тиск повітря 400 — 600 кПа (4 — 6 атм); питомі витрати 1,0 — 1,5 кг (компресорного повітря)/кг (мазуту). Пара може бути сухою або перегрітою і насиченою під тиском 700 — 900 кПа, питомі витрати пари 0,8 — 1,0 кг/кг (пари/мазуту).

В форсунках низького тиску для розпилювання використовують вентиляторне повітря. В наслідок цього якість розпилювання суттєво знижується. В механічних форсунках якість розпилювання найгірша.

2.4.1 Механічні форсунки

У механічних форсунках (рисунок 17, а, б, в) мазут подається під тиском 2,5 — 3,5 МПа, для того, щоб пропустити мазут крізь отвори малого діаметру (1,5 — 3,5 мм), що сприяє їх подрібненню на маленькі краплинки. Зменшення тиску, менше 1 МПа, не допускається. Мазут перед подачею у форсунку необхідно профільтрувати. Розмір чарунок фільтрів 0,5 × 0,5 мм, для форсунок соплом менше 2,5 мм і розміром чарунок 1 × 1 мм — з соплом, що дорівнює 2,5 мм і більше.

Головним недоліком є:

· погіршення якості розпилювання при зменшенні їх продуктивності;

· вузькі межі регулювання.

Продуктивність форсунки, в залежності від тиску мазуту, визначається наступним рівнянням:

,

де В — витрата мазуту; Р — надлишковий тиск перед форсункою.

Внаслідок такої залежності продуктивності форсунки від тиску вони мають вузькі межі регулювання. Якість розпилювання в них залежить від в’язкості мазуту. Тому для кращого розпилювання в’язкість їх повинна бути не більше 2,5 º УВ (умовної в’язкості). Умовна в’язкість являє собою відношення тривалості витікання 200 мл нафтопродукту при його температурі до тривалості витікання 200 мл дистильованої води при температурі 20 ºС (тому для зниження в’язкості мазут підігрівають парою). Незважаючи на низьку якість розпилювання, вузькі межі регулювання, такі переваги, як невеликі габарити, безшумність обумовили застосування механічних форсунок в котлах і печах працюючих у стаціонарному режимі.

Останнім часом на ПО «Уралмаш» (Росія) розроблена конструкція механічної форсунки із зворотнім зливом палива. Форсунка складається з трьох коаксиально розташованих труб, зовнішня труба є направляючою, яка має колектор для підводу охолоджуючого повітря і перфорований стабілізатор. Середня труба — для підводу мазуту в камеру завихрення, центральна — для зливу палива. Регулювання пропускної здатності форсунки забезпечується за рахунок змінювання витрати мазуту, що відводиться з камери завихрювача у зливний канал.

При цьому загальна витрата мазуту, що надходить у форсунку, залишається сталою внаслідок незмінного тиску мазуту в лінії нагнітання на рівні 3,5 МПа. Це забезпечує сталі швидкості мазуту в камері завихрювача і високу якість розпилювання.

На рисунку 17, г представлена принципова схема форсунки Шухова, в якій на розпилювання використовується пара. Переваги такої форсунки: відпадає необхідність у ретельному очищенні мазуту, його можна подавати під незначним тиском (Р < 0,05 МПа). Недоліки: шум при роботі форсунки, швидкість витікання пари обмежується критичною швидкістю. Тому на даний час застосовують форсунки з надкритичною швидкістю витікання середовища, що розпилюється, наприклад форсунки високого тиску. Стальпроектом розроблені форсунки високого тиску з подвійним розпилюванням типу ФВД призначенні для спалювання мазуту з холодним або підігрітим повітрям. Схеми форсунки високого тиску представлена на рисунку 18.

1 — мазут; 2 — розпилювач первинний; 3 — розпилювач вторинний Рисунок 18 — Схема форсунки високого тиску

У якості розпилювача використовується компресорне повітря під тиском 600 кПа з питомою витратою 1,3 кг/кг або суха насичена пара під тиском 700 — 750 кПа з питомою витратою 1,0 кг/кг.

Розроблено сім типорозмірів форсунок з номінальною пропускною здатністю по мазуту від 0,028 до 0,167 кг/с (для тиску мазуту перед форсункою 200 кПа). Форсунки високого тиску з подвійним розпилюванням типу ФВД представлені на рисунку 19.

Позначення форсунки складається з індексу типу форсунки і цифри, що характеризує номінально пропускну здатність форсунки по мазуту, наприклад, форсунка ФВД-200 означає: форсунка високого тиску з подвійним розпилюванням, що має номінальну пропускну здатність по мазуту 0,056 кг/с.

Форсунку типу ФВД вибирають за допомогою графіків у залежності від необхідної пропускної здатності по мазуту і тиску мазуту перед нею.

Найбільш ефективнішою форсункою є форсунка типу УПІ, в якій для підвищення якості розпилювання застосовують сопло Лаваля.

Розпилювання мазуту здійснюється компресорним повітрям, яке розподіляється на два потоки: первинний і вторинний. Первинний потік рухається по каналу, який має форму сопла Лаваля, що дозволяє на виході отримати надкритичні швидкості. Вторинне повітря витікає з критичною швидкістю. Така схема розпилювання дозволяє забезпечити якісне розпилювання при невеликих габаритах форсунки. Їх застосовують у чорній металургії на нагрівальних печах. Останнє повітря для горіння мазуту подається у корінь факелу.

Дата добавления: 2017-02-01